Предвспениватель полистирола своими руками

Изобретение направлено на повышение производительности процесса и кратности вспенивания полистирола ПСВ.

Технический результат достигают тем, что способ сухого вспенивания полистирола включает кратковременный нагрев гранул ПСВ в воздушной среде, последующее кратковременное воздействие вакуума на нагретые гранулы, последующее охлаждение гранул под вакуумом ниже температур вязкотекучего состояния полистирола и после охлаждения снятие вакуума.

Сухой нагрев гранул ПСВ осуществляют в герметичной емкости, заполненной горячим воздухом. При этом вакуум создают откачкой воздуха из герметичной емкости. Охлаждение гранул осуществляют преимущественно за счет излучения тепловой энергии гранул. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ сухого вспенивания полистирола ПСВ относится к технологии получения гранулированного пенополистирола для строительства.

Гранулы пенополистирола получают из сырьевых гранул полистирола ПСВ (полистирол суспензионный вспенивающийся), выпускаемого химической промышленностью. Сырьевые гранулы насыщены молекулами легкокипящего продукта изопентан с температурой кипения 28°С.

При нагревании гранул полистирол гранул переходит постепенно в вязкотекучее состояние, а изопентан вскипает и давлением своих паров расширяет материал гранул; происходит вспенивание (вспучивание) полистирола.

В технологии применяется температура около 100°С; это — естественная привязка к температуре кипения воды и к температуре водяного пара при нормальном атмосферном давлении. Сырьевые гранулы имеют малые размеры: в основном от 0,5 до 2,0 мм и при вспенивании многократно увеличиваются в объеме.

Из вспененных гранул изготавливают формованные теплоизоляционные изделия в виде плит и сегментов, а также гранулы добавляют в бетон в качестве легкого заполнителя с получением полистиролбетона — малотеплопроводного, легкого и достаточно прочного материала для строительства домов.

Известен способ вспенивания полистирола горячей водой [А.с. 1578020 А1, кл. В29С 67/22, опубл. 15.07.90]. Этот способ дает хороший результат по кратности вспенивания гранул. Способ прост, несложно и технологическое оборудование.

Преимуществом способа является возможность получения низкой скорости вспенивания полистирола при температуре воды ниже 100°С с контролируемым получением плотностей продукта в интервале от 200 до 20 кг/м3. Недостатком способа является так называемые «мокрые процессы» (применение воды, испарение воды, необходимость сушки гранул).

Кроме того, гранулы, получаемые этим способом, необходимо не только высушить, но и выдержать после сушки до 24 часов в воздушной среде нормальной температуры и влажности для снятия вакуума в них, иначе они легко сплющиваются при механических воздействиях.

До сих пор не удалось создать высокопроизводительное технологическое оборудование, реализующее этот способ, поэтому способ в настоящее время в производстве не применяется.

Известен способ вспенивания полистирола ПСВ в среде горячего водяного пара [А.с. 1458244 А1, кл. В29С 67/20, опубл. 15.02.89]; этот способ повсеместно применяется в строительном производстве. По этому способу получают вспененные гранулы пенополистирола с насыпной плотностью от 8 кг/м3 и выше.

Промышленностью выпускаются вспениватели малой и большой производительности. Недостатком способа является так называемые «мокрые процессы» (применение воды, генерация из нее пара, необходимость сушки полученного материала).

Кроме того, гранулы, получаемые этим способом, необходимо не только высушить, но и выдержать после сушки до 24 часов в воздушной среде при нормальных температуре и влажности для снятия вакуума в них, иначе они легко сплющиваются при механических воздействиях.

Ведение процесса требует генерации значительного количества горячего водяного пара, на что затрачивается большое количество тепловой энергии.

Реальным недостатком способа является очень быстрое вспенивание в зоне плотностей продукта от 200 до 20 кг/м3, что затрудняет получение продукта с заданной плотностью в этом интервале.

Это усугубляется невозможностью быстро определить плотность получаемого продукта по ходу этого быстрого процесса вспенивания, исчисляемого секундами, так как для определения плотности мокрого продукта требуется сначала высушивать его пробу в течение нескольких часов.

В связи с тем, что значительное количество гранулированного пенополистирола применяется в качестве легкого заполнителя бетона, в технологии полистиролбетона актуально упрощение и удешевление технологии, снижение энергозатрат, снижение насыпной плотности гранулированного пенополистирола для удешевления изделий из полистиролбетона.

Известен способ, взятый за прототип изобретения, А.С. 680628, МКИ3 В29D 27/00, опубл. 25.08.79, и устройство сухого вспенивания полистирола горячим воздухом. При этом не требуется ни горячая вода, ни горячий водяной пар, не требуются сушка вспененных гранул и длительная выдержка, т.к. вакуум в них снимается по ходу процесса вспенивания.

Соответственно, требуется меньше технологического оборудования, снижаются энергозатраты, экономятся производственные площади и пр. Вспенивание происходит более плавно, чем при вспенивании водяным паром, и это полезно при получении продукта повышенной плотности. Снизить скорость вспенивания легко за счет снижения температуры воздуха.

Сухое вспенивание позволяет оперативно контролировать текущую плотность продукта по ходу процесса и своевременно регулировать его. Однако при сухом вспенивании затрачивается в 3-4 раза больше времени, чем при мокром вспенивании, а повышение температуры воздуха приводит к оплавлению гранул.

Также не удается изготовить гранулированный пенополистирол плотностью ниже 16 кг/м3.

Автор предлагаемого изобретения длительное время занимается исследованием способа сухого вспучивания полистирола, разработкой и изготовлением суховоздушных вспучивателей, научно-технические отчеты имеют государственную регистрацию, получены патенты на суховоздушные вспучиватели.

Вспучиватели, изготовляемые предприятием автора, более совершенны, минимальная плотность вспученного продукта, получаемого на этих вспучивателях в процессе однократного непрерывного вспучивания, достигает 10 кг/м3. Термины вспенивание и вспучивание в настоящее время, по последним публикациям, считаются однозначными.

Более распространен термин вспенивание, поэтому далее применяется именно он. В процессе исследований попутно изучены и процессы вспенивания полистирола горячей водой и горячим водяным паром. Выявлено, что вспенивания горячей водой и горячим водяным паром дают продукт минимальной плотности, равной 15 кг/м3.

И только вторичное вспенивание уже вспененного продукта после его сушки и суточной вылежки позволяет достичь плотности 8 кг/м3.

Это объясняется следующим. Давление паров изопентана при 20°С (293 К) равно 79 кПа, что меньше давления окружающего воздуха (техническая атмосфера 98 кПа, физическая атмосфера 101 кПа). За счет нагрева до 100°С давление паров несколько увеличится.

К сожалению, отсутствуют данные о давлении паров изопентана при температуре около 100°С. Если бы изопентан был при этой температуре газом, то давление его повысилось бы при нагреве от 20°С (293К) до 100°С (373°С) в 373/293=1,27 раза и достигло 79 1,27=100,33 кПа.

Это близко к атмосферному давлению, т.е. распирающее избыточное давление не преодолело бы сопротивление полимера.

Вероятно, давление паров изопентана все же несколько выше атмосферного давления, поэтому в действительности гранулы все же вспениваются, хотя и не очень активно в конце процесса — в области низких плотностей продукта.

Цель изобретения — создать технологию изготовления гранулированного пенополистирола способом сухого вспенивания с получением продукта минимальной плотности при минимальной длительности процесса, что соответствует максимальной производительности технологии.
Поставленная цель достигается тем, что в способе сухого вспенивания полистирол ПСВ нагревают кратковременно и затем кратковременно воздействуют на него вакуумом, после чего охлаждают, не снимая вакуум, а после охлаждения гранул ниже температур вязкотекучего состояния полистирола снимают вакуум.
Сухой нагрев гранул осуществляют в герметичной емкости, заполненной горячим воздухом, а вакуум создают откачкой воздуха из емкости.
Охлаждение гранул осуществляют преимущественно за счет излучения тепловой энергии гранул.

В результате устранения наружного атмосферного противодавления давление паров изопентана реализуется в максимально возможной мере — в максимальной кратности и максимальной скорости вспенивания гранул.

Увеличение (вспенивание) гранул продолжается до тех пор, пока давление паров изопентана, уменьшающееся из-за его расширения и частичной диффузии из гранул, не уравновесится упругими противодействующими напряжениями материала гранул.

При этом минимальная длительность процесса вспенивания способствует снижению потерь изопентана, соответственно — максимальной кратности вспенивания.

Кроме того, сохранение максимально возможного количества изопентана существенно для технологии формования пенополистирольных изделий, где формование изделий осуществляется путем вторичного вспенивания пенополистирольных гранул за счет остаточного изопентана и проникшего в гранулы воздуха.

Охлаждение гранул фиксирует структуру материала гранул, а действие вакуума во время охлаждения гранул не позволяет им сжаться, благодаря этому увеличенные размеры гранул сохраняются и после снятия вакуума.
Снижение плотности продукта и повышение производительности процесса приведет к снижению стоимости гранулированного пенополистирола и к реализации в полной мере всех указанных преимуществ процесса сухого вспенивания ПСВ.
На фигуре 1 представлена фотография гранул, полученных различными способами:
— верхний ряд гранул получен традиционным способом вспенивания сырьевых гранул полистирола в среде горячего водяного пара (над зеркалом кипящей воды);
— средний ряд гранул получен вспениванием сырьевых гранул полистирола в кипящей воде;
— нижний ряд гранул получен предлагаемым способом сухого вспенивания сырьевых гранул полистирола (сухой нагрев в среде горячего воздуха с последующим вакуумированием).
На фигуре 2 представлена фотография лабораторного устройства для реализации предлагаемого способа на одиночной грануле, которая отмечена позицией 1, в положении, когда гранула находится в зоне нагрева.
На фигуре 3 представлена фотография лабораторного устройства для реализации предлагаемого способа на одиночной грануле, которая отмечена позицией 1, когда гранула выведена из зоны нагрева для охлаждения.

Устройство позволяет нагревать отдельную гранулу ПСВ, находящуюся на выдвижном поддончике, в среде горячего сухого воздуха. Нагреватель выполнен в виде скобы, охватывающей некоторое пространство объемом около 50 см3 вокруг поддончика с гранулой.

Нагреватель гранулы размещен в съемном стеклянном колпаке, как это видно на фотографиях, устройство выполнено герметичным с подводкой к вакуум-насосу. Нагреватель управляется автоматически электронным прибором, позволяющим задавать и удерживать заданную температуру нагревателя в определенных пределах.

Пробными экспериментами в интервале температур 100…125°С установлена оптимальная для эксперимента температура задатчика нагревателя 115°С, это соответствует температуре воздуха в зоне размещения гранулы примерно 105°С (измерено другим прибором).

После прогрева устройства на выдвинутый поддончик укладывалась гранула ПСВ диаметром 1,6 мм, устанавливался стеклянный колпак. Поддончик с гранулой вдвигался в нагреватель на определенное время, исчисляемое в целых минутах.

По прошествии заданного времени, например, одной минуты, включался вакуум-насос на 20 секунд, затем поддончик с гранулой выдвигался из нагревателя для охлаждения на 10 секунд без снятия вакуума, после чего вакуум-насос отключался.

Через 20 секунд вакуум самопроизвольно снижался, стеклянный колпак снимался, гранула снималась с поддончика и ее диаметр измерялся на оптическом микроскопе с двадцатикратным увеличением, с мерной шкалой.

Охлаждение гранулы в вакууме происходит за счет излучения тепловой энергии, т.к. теплоноситель отсутствует. Поэтому и охлаждение происходит быстро, без теплоизолирующего влияния воздуха. Дополнительными экспериментами ранее было установлено, что структура гранул полистирола становится достаточно жесткой уже при 80°С.

Следующая гранула ПСВ такого же диаметра проходила такой же цикл со временем нагрева на одну минуту больше, с теми же параметрами процесса. Все данные и результаты экспериментов записывались в журнал.

Для сравнения, в таком же процессе, с единичными гранулами того же размера, из той же пробы ПСВ, проводилось вспенивание в среде горячего сухого воздуха без применения вакуума на том же лабораторном устройстве и вспенивание гранул на сетчатом поддончике над зеркалом кипящей воды в емкости, прикрытой крышкой (что соответствовало традиционному вспучиванию паром).

Исходные и вспененные гранулы были выложены рядами и сфотографированы вместе с линейкой с миллиметровой шкалой, фигура 1, что позволяет визуально оценить результаты и даже измерить диаметры гранул. Но и без измерений достаточно ясно виден получаемый положительный эффект.

На верхнем ряду представлены гранулы вспененные паром; ясно, как очень быстро вспениваются гранулы ПСВ в первую минуту. Затем их размер увеличивается медленно, достигая максимума на 4-ю минуту. Далее происходит уменьшение диаметра гранул — деструкция. Это происходит из-за потери гранулами вспучивающего агента — изопентана — за счет диффузии.

В среднем ряду расположены гранулы, вспененные в среде горячего сухого воздуха без применения вакуума.

Видно, что гранулы вспениваются медленнее, чем в среде пара, на 5-ю минуту достигают максимального размера, но меньшего, чем максимальный размер гранул в случае вспенивания паром, затем размеры гранул уменьшаются из-за потери изопентана.

Уместно сказать, что снижение скорости вспенивания гранул легко и в широких пределах достигается снижением температуры нагревателя.

На нижнем ряду расположены гранулы после вспенивания с помощью того же устройства в горячей воздушной среде, при той же температурой задатчика, с применением вакуума.

Видно, что вспенивание в этом случае происходит быстрее и в большей степени.

Естественно, что скорость и кратность вспенивания в этом случае легко и в широких пределах регулируется температурой нагрева и степенью вакуумирования.

Приведенные сведения доказывают осуществимость способа и возможность достижения поставленной цели.

1. Способ сухого вспенивания гранул полистирола суспензионного вспенивающегося, включающий выдержку гранул в среде горячего воздуха, отличающийся тем, что после кратковременного нагревания гранул их подвергают кратковременному воздействию вакуума, затем охлаждают, не снимая вакуума, и после охлаждения гранул ниже температур вязкотекучего состояния полистирола снимают вакуум.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сухой нагрев гранул осуществляют в герметичной емкости, заполненной горячим воздухом, а вакуум создают откачкой воздуха из емкости.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждение гранул осуществляют преимущественно за счет излучения тепловой энергии гранул.

способ сухого вспенивания полистирола — патент РФ 2466018

Вспенивающийся полистирол EPS — это востребованное сырье, которое сегодня применяется во многих областях промышленности.

В России его производство развито слабо и ведется на нескольких устаревших предприятиях, поэтому многие компании полагаются на поставки из-за рубежа.

Компания ProPartners поможет вам организовать импорт полистирола общего назначения из Китая, Кореи, Тайваня, Финляндии и других стран.

Две схемы получения изделий из пенополистирола

В настоящее время существует две технологические схемы получения изделий из вспененного полистирола, что и определяет виды пенополистирола.

В первом случае изделия получают формованием из предварительно вспененных гранул полистирола, чаще всего это пенополистирол для упаковки. Второй способ позволяет получать так называемый «экструзионный» (экструдированный) пенополистирол.

В этом случае происходит нагрев гранул полистирола общего назначения специальных марок с последующим выдавливанием из экструдера с одновременной подачей вспенивающего агента. Чаще всего это полистирол общего назначения марки 585 производства Киришского завода полистиролов.

В качестве вспенивающего агента ранее использовались различные фреоны, но в последнее время эти озоноразрушающие агенты уступают место безфреоновым системам на основе СО2.

В данной статье подробно остановимся на методе получения изделий из вспененного полистирола методом формования и расскажем все о пенополистироле этого вида.

Утилизация и переработка

Переработка полистирола экономически выгодна. Чтобы утилизировать полимер без вреда для окружающей среды, потребуются капиталовложения. Обработка отходов приносит прибыль. При современном объеме бытового и промышленного полимерного мусора переработка полистирола может вестись непрерывно. Сырье будет всегда.

Почему нельзя просто выкинуть?

По закону за неправильную утилизацию вторсырья с 2020 года предусмотрен штраф.

Куда сдать?

В нашей стране вся надежда на объявления в интернете. Прием пенопласта затратен, нужны большие складские помещения. Частный бизнес создает предприятия по измельчению и брикетированию полистирольных полимеров.

Утилизация в домашних условиях

Способы давно известны. Из упаковок делают оригинальный декор, елочные игрушки, сувениры. Крошку можно применять вместо наполнителей бетона. Можно делать саловые дорожки, мостить зоны отдыха. Пенопласт растворяется в лимонной кислоте, получается клеевой состав.

Рециклинг – лучший способ утилизации отходов полистирола

Процесс предусматривает две энергозатратных операции переработки измельченных полимеров:

агломерация – комкование крошки в шары;

экструзия – размягчение агломератов с последущей формовкой готовых изделий или гранул.

При повторном использовании пластика снижается нагрузка на экосистему, улучшается финасовое благополучие.

Термический способ переработки отходов полистирола

Методы воздействия на отходы разделяются по температуре переработки полистирола. Сначала происходит окисление, при дальнейшем нагреве – разложение, затем восстановление химических связей в молекулах с образованием новых веществ. Эти процессы могут происходить одновременно. В результате химических реакций происходит:

обезвреживание отходов, вредные фракции улетучиваются;

уменьшение объема, вспененный пенопласт уменьшается в десятки раз;

получаются новые органические вещества, которые используются как разбавители, пластификаторы.

Термообработка разделяется по циклам:

жидкофазное окисление предусматривает фазовые превращения полимеров;

гетерогенный катализ – способ синтеза новых материалов;
газификация – выделение летучих горючих фракций, используемых в теплотехнических установках для обогрева перерабатывающих комплексов;
пиролиз – нагрев органических соединений без доступа воздуха, рвутся молекулярные связи, отделяются радикалы, гидроксильные группы, получаются маслянистные углеводороды;
плазменный и огневой методы – сжигание полимеров с большим выделением тепла.

Продукты переработки отходов полистирола

Из вторсырья получают вторичные гранулы сразу нескольких разновидностей полистирола. При рециклинге разделить вторсырье по сортовым признакам нереально. На рынке вторичных ресурсов предлагают два вида ВГ:

Полистирол общего назначения, это прозрачное или цветное сырье для литьевых установок, экструдеров, выпускающих жесткие, но хрупкие полимерные изделия. Пластик не пластичен, не рассчитан на большие ударные нагрузки.
Ударопрочный полистирол белого цвета, непрозрачный. Материал сохраняет прочность в большом температурном диапазоне: от +60°С до30 °С.

Советуем почитать: Видео мастер-класса по вязанию ковриков из пакетов для мусора

https://www.youtube.com/watch?v=efAJvUpolco\u0026t=305s

Применение регранулята обосновано его свойствами:

устойчивость к ультрафиолету, не разрушается на открытом воздухе;

пластичность, используется для выпуска элементов заграждений, садового инвентаря, ручек, мебели;

низкая теплопроводность, это хороший утеплитель, из него делают средний слой в сэндвич-панелях;

шумопоглощающие характеристики, подходит для изготовления звукоизоляционных плит.

Мелко измельченный пенопласт используют как наполнитель строительных смесей, набивочный материа для игрушек, предметов интерьера, декора.

Сырье для пенопласта

Сырьем для производства формованных изделий (пенополистирольных блоков, плит, упаковки) служат гранулы вспенивающегося полистирола, представляющие собой продукт суспензионной полимеризации стирола в присутствии порообразователя (пентана, изопентана).

Пенополистирол может иметь антипиреновые добавки для негорючих марок (маркируются буквой F).

Почему теплый пол не греет – причины и способы устранения

Марка сырья для пенополистирола определяется содержанием частиц с наиболее часто повторяющимся размером при рассеве, что в готовом изделии будет определять, наряду с прочими факторами, конечную плотность. Также в маркировке обычно оговорено наличие антипиренов (F). Чем больший процент гранул основной фракции (более 90%), тем стабильнее будет процесс переработки.

Основные критерии при выборе марки вспенивающегося полистирола

массовая доля частиц основной фракции и их размер;
массовая доля пентана;
кажущаяся плотность пенополистирола при однократном вспенивании;
время выдержки предвспененного полистирола перед формованием (короткий цикл, длинный цикл);
особые свойства – высокие физико-механические характеристики, негорючесть и пр.

Для получения качественных изделий необходимо провести входной контроль по определенным параметрам, чтобы убедиться, что в работу поступают гранулы в полном соответствии с заявленными техническими характеристиками.В большинстве случаев производители гарантируют сохранение качества продукта в течение 3 — 6 месяцев в герметичной упаковке.

Для изготовления плит различной плотности используется одинаковое сырье — полистирольные гранулы. Но на один кубометр строительных блоков идет разное количество сырья: на ПСП-15 — до 15 кг, ПСП-25 — от 15 до 25 кг, ПСП-35 — от 25 до 35 килограммов. Сырье составляет львиную долю в себестоимости продукции — 70%.

Область применения полистирола Альфапор:

ALPHAPOR полистирол вспенивающийся предназначен для изготовления методом термоформования тепло- и звукоизоляционных материалов в виде пенополистирольных блоков, различных видов упаковки, в том числе для пищевых продуктов, а также для изготовления других технических изделий. Тип SE содержит присадки для защиты от воспламенения

Пожаробезопасный полимер, не поддерживающий горение и гаснущий при потере контакта с открытым огнем, находит широкое применение при изготовлении упаковки для промышленного оборудования, фасонных стройматериалов, автомобильных запчастей, звуко- и теплоизоляционных плит

О высоких теплоизолирующих свойствах говорят лучшие параметры теплосопротивления 12 см пенополистирола по сравнению с 18 см минеральной ваты, что является наглядной демонстрацией его превосходства над другими материалами

Характеристики пенополистирола

Пенополистирол характеризуется низкой теплопроводностью (0,030—0,040Вт/моС) и плотностью (15—40кг/м3).

При этом прочность пенополистирола позволяет применять его в качестве конструктивного элемента, способного нести значительные нагрузки в течение длительного времени.

Марки с высокой плотностью позволяют крепить на пенополистирольные плиты различные конструкции. Прочность на сжатие при 10% линейной деформации составляет для различных марок 65—250кПа.

Пенополистирол не гигроскопичен, имеет чрезвычайно низкую паропроницаемость (в зависимости от плотности, в 40-70 раз ниже, чем у минерального волокна). Водопоглощение при погружении в воду на 7дней составляет 0,5—1,5% от объема.

Пенополистирол не стоек к некоторым органическим растворителям (ацетон, этилацетат, нефтяной толуол, уайт-спиритnи т.д.), средства для защиты древесины, каменноугольная смола и ее производные (креозолит.д.) могут привести к размягчению, усадке и даже растворению плит.

Участившиеся в последнее время случаи возгорания строящихся офисных зданий с утеплением плитами из пенополистирола вызваны использованием горючих марок полистирола, хотя строительный рынок предлагает огромное количество не горючих материалов с особыми свойствами.

Переработка вспенивающегося полистирола

Изготовление пенопласта из вспенивающегося полистирола происходит в три стадии:

Предварительное вспенивание.
Промежуточная выдержка (созревание).
Окончательное вспенивание с формованием.

На каждом этапе необходим контроль качества по определенным параметрам.

Предварительное вспенивание

При предвспенивании гранулы расширяются под воздействием насыщенного пара. Нагрев гранул происходит при температуре 80 – 110ᵒС. В зависимости от давления пара и времени обработки плотность полистирола снижается с 630 кг/м. куб. до 15-30 кг/м. куб. Плотность предварительного вспенивания определяется конечной плотностью готового изделия.

Чаще всего для строительных блоков гранулы могут повторно вспениваться после промежуточного вызревания в течение 4-6 часов, для получения в готовом изделии малой плотности. Двойное вспенивание применяют для достижения низкой объемной плотности – 15кг/м. куб. и ниже.

При первичном предвспенивании получают объемную плотность в 1,5 раза ниже желаемой итоговой плотности в готовом изделии. Содержащийся в исходных гранулах пентан раздувает их до 50-тикратного объема по сравнению с первоначальным, что приводит к образованию пенопластовых гранул с замкнутыми ячейками.Размер гранул после предвспенивания 3,6-6 мм.

Созревание гранул – предварительная выдержка

Промежуточная выдержка в силосах, во время которой пентан и водяной пар конденсируются в ячейках, создавая разрежение, способствует диффузии воздуха в ячейки. Одновременно происходит твердение полистирола. Время выдержки, как правило, от 6 до 24 часов, в зависимости от марки полистирола и температуры окружающего воздуха..

Как правильно выполнить утепление балкона пенопластом?

Гранулы сушатся (после вспенивания остаточная влажность до 5%), из них выходит избыточный пентан, стабилизируются в хорошо проветриваемых силосах.

Сушка проводится в теплых помещениях без сквозняков, иначе гранулы могут «схлопнуться». Ведь тонкие стенки ячеек только что вспененного материала особенно чувствительны к дополнительному давлению среды и перепадам температур.

Поэтому предварительно вспененный полистирол непосредственно после вспенивания подвергается стабилизации.

По этой же причине необходимо избегать механических повреждений гранул при транспортировке из предвспенивателя в силосы. Рекомендуемая линейная скорость подачи материала не более 8м/с.

Поэтому наилучшим образом себя зарекомендовала пневматическая подача с контролируемой скоростью. Трубопроводы должны быть без резких изгибов для исключения травмирования гранул.

Формование пенополистирола

Затем предвспененные гранулы засыпаются в вакуумформы, где при обработке перекрестным паром, под воздействием парового удара под вакуумом они размягчаются и расширяются, и методом прессования свариваются друг с другом.

Это тепловой, но не химический процесс. Готовый продукт охлаждается водой и извлекается из формы. То есть при изготовлении готовых изделий из пенополистирола не используются дополнительные химические вещества, например, смолы.

Таким образом получается формованный пенопласт с высоким содержанием воздуха, заключенного в огромном количестве замкнутых ячеек, что является причиной высокой и стабильной теплоизоляции. Остаточный пентан продолжает выходить из ячеек ещё минимум сутки. Во время вылежки гранулы упрочняются, так как в разогретом полистироле продолжают протекать процессы полимеризации.

Почему нельзя просто выкинуть

У Вас дома скопились пластиковые стаканчики, которые использовались однажды, тара от принесенной из магазина бытовой техники, упаковка из-под яиц и т.д.? Куда деть эти отходы? Как куда?! На свалку! В России нет, по крайней мере, в нужном количестве пунктов приема полистирольных и пенополистирольных отходов. Что же произойдет с выброшенным на свалку мусором?

Пенополистирол длительное время не подвергается действию кислорода и ультрафиолетовому облучению.
Не вступает в химическое взаимодействие с рядом лежащим мусором, так как он растворяется в ацетоне, самом стироле, ароматических и хлорсодержащих углеводородах, которых, по правилам, на свалке бытового мусора быть не должно.
Испытания показали, что при температурах от –400С до +400С пенополистирол не начинает разлагаться под циклическим воздействием воды и ультрафиолета соответствующим 80 годам нахождения на свалке (что равноценно естественному действию солнечного света и осадков).

Исходя из вышесказанного, получается, что полистирол и его производные безопасны для природы? Уже сейчас понятно, что отходы полистирола, превратившиеся в крошку и длительное время лежащие на свалке, занимают полезную землю.

Кроме того, если случится возгорание, то полимер начнет разлагаться, выделяя в атмосферу букет опасных веществ: угарный и углекислый газы, сажу, бромоводород, синильную кислоту, фосген.

Всего три глотка воздуха, насыщенного фосгеном, убивают человека.

Достаточно вспомнить массовое отравление гостей клуба «Хромая лошадь» в Перми в 2009 году продуктами горения полистирола, которым был отделан потолок. При температуре 300С и выше в полистироле медленно, но верно запускается процесс саморазложения с выделением в воздух стирола, толуола, этилбензола, формальдегида, метанола и других небезопасных веществ.

Содержание пентана в пенополистироле

На каждом этапе переработки из пенополистирола уходит пентан, который расходуется на технологический цикл.

Потери пентана при производстве пенополистирола

25% – предвспенивание;
15% – выдержка;
20% – формовка;
40% – остается в детали. Это количество сокращается на ≈25% в течение первых суток хранения. Чем выше температура окружающего воздуха, тем быстрее улетучивается пентан.

При предвспенивании на 15-25 кг/м. куб потеря пентана до 2% в течение 24 часов после предвспенивания.

Поэтому если при покупке полистирольных плит для утепления вы чувствуете запах – перед вами материал с нарушенным циклом изготовления.

Объемную плотность пенопласта можно задавать параметрами предвспенивания и формования. Из одной и той же марки полистирола можно получать пенополистирол различной плотности. Готовые пенопластовые блоки обрабатываются фрезами, пилами, раскаленной проволокой.

Технология производства пенопласта как его делают, метод вспенивания гранул полистирола

План

Основные свойства пенопласта и его применение
Производство пенопласта
О плотности пенопласта
Где покупают сырье для производства?
Как сделать пенопласт своими руками
Основные свойства пенопласта и его применение

Пенопластявляется строительным материалом, который состоит из наполненных газом гранулированных масс. Сегодня пенопласт нашёл широкое применение в ремонтно-строительной сфере. В частности используется как звуко – теплоизоляционный материал для утепления помещений и отделки внутренних стен.Первый пенопластизготовлен в Европе в начале ХХ-века, позже было налажено его промышленное производство. Готовый продукт пенопластобладает прекрасными тепло- и звукоизоляционными качествами, устойчив к перепадам температур и атмосферным осадкам, не выделяет никаких вредных веществ, не подвержен разложению при контакте с микроорганизмами, экологически чистый и нетоксичный.

Спектр применения данного продукта довольно широк. Поэтому пенопласт быстро вышел на лидирующие позиции рынка строительных материалов. Например, пенопластовые плиты используются в качестве теплоизоляционного и конструкционного материалов, в области строительства, вагоно- и судостроения, авиастроения, а также применяется как упаковочный и электроизоляционный материал

Пенопластэто пластичный, лёгкий и простой в обработке материал который активно используются современными художниками и дизайнерами в своём искусстве, в мультипликации и киноискусстве.

С помощью данного материала можно создавать, например, целые арт-объекты практически любой формы и фактуры.

К тому же из пенопласта можно вырезать разные фигурки, раскрасить их красками, в итоге получиться оригинальная игрушка или подделка своими руками из пенопласта, которая станет прекрасным подарком родным и близким на любой праздник.

Производство пенопласта

Этапы изготовления пенопласта:

1.Вспенивание пенополистирола. Сырье помещают в специальную ёмкость, где материал проходит обработку паром низкокипящих жидкостей.

В результате вспенивания, гранулы увеличиваются в объёме от 20 до 50 раз. После достижения необходимого уровня гранул, поток пара прекращается, а рабочий материал извлекается из резервуара. Сам процесс занимает около 4-х минут.

Следующий этап – высушивание.После вспенивания, гранулы в обязательном порядке необходимо просушить от лишней влаги. Сушка происходит под воздействием горячего воздуха, который поступает снизу, и непрерывного механического встряхивания. Время сушки занимает примерно 4 минуты.

Основные технические характеристики щебня

Переработка материала своими руками

Если вы хотите знать, как именно можно перерабатывать пенопласт, то предлагаем рассмотреть пошаговую инструкцию. Все что нужно — это достаточное количество пенопласта и дробилка.

Тогда можно получить гранулы пенопласта и использовать их в своих целях. Если вы не имеете собственной дробилки для пенопласта, то ее можно сделать своими руками.

Ведь заводские модели имеют очень высокую цену.

Вот что потребуется, чтобы у вас в хозяйстве появился новый полезный инструмент:

канализационная ПВХ труба, диаметром 50 мм;
рулетка и маркер;
пилка по металлу;
деревянный брус, который бы поместился внутрь трубы;
металлические саморезы;
шуруповерт и дрель;
металлические шпильки с болтами;
ДСП или фанера, для создания короба.

При помощи такого набора инструментов и материалов, можно создать рабочую дробилку для пенопласта. С ее помощью листы или другие будут превращаться в крошку. В основе механизма — подвижная часть с зубцами, которые и дробят пенопласт на гранулы. А благодаря контейнеру или коробу материал легче направлять к вращающемуся механизму. Как именно создать дробилку вы узнаете из данного видео.

Итак, когда дробилка готова, можно приступать к работе. Вот что нужно сделать:

Выбрать подходящее место. Как вариант выберите гараж, склад, кладовку или сарай.
Установить дробилку, позаботившись о емкости под ней, куда и будет попадать крошка. Это может быть ведро, мешок или деревянный короб.
Пенопластовые листы дробить просто. А вот что касается фигурных изделий, то их лучше заранее разломить на куски руками.
Теперь остается включить наш самодельный агрегат и постепенно перерабатывать сырье.

Благодаря подобной технологии большинство гранул останутся целыми. А это значит, что они будут как никак лучше справляться со своей задачей. Только нужно быть осторожными, так как пенопласт электризуется и очень легкий

Важно позаботиться, чтобы в помещении не было сквозняков, а то потом придется убирать все с пола. Вот теперь то пенопласт можно собрать в мешки и использовать сразу же или хранить, пока он не дождется своего часа

Обратите внимание! Если вы расплавите пенопласт при помощи ацетона, то его можно использовать в жидком виде как клей. Хотя смесь нельзя назвать безопасной

Раскрой и сборка камина

Из листа пенопласта нужно вырезать два прямоугольника размерами примерно 60 на 40 см и еще два 40 на 20 см для боковых поверхностей. Так как пенопласт плохо клеится даже на ПВА, то для надежности фиксируйте стыки с помощью зубочисток. На один срез их нужно не более четырех штук.

К одному из больших прямоугольников-заготовок зубочистками приколоть боковые части, предварительно смазав места стыков клеем ПВА.

Загрунтовать швы.

На внутренней стороне сделать разметку «топки» и вырезать с помощью острого ножа. Чем тоньше лезвие, тем аккуратнее получается срез.

Прикрепить зубочистками и клеем заднюю часть камина. По верхнему и нижнему периметрам дополнительно скрепить все детали малярным скотчем.

Полученный каркас загрунтовать.

Дать просохнуть примерно 12 часов. При необходимости выполнить грунтовку еще раз, и после просушивания зашкурить мелкой наждачной бумагой.Тесьму для декора топки предварительно промочить в клее ПВА, затем аккуратно приклеить по срезу топки, одновременно грунтуя поверхность. Просушить не менее двух часов.В углах приклеить небольшие украшения, покрыть золотом.

Крышка, которая будет служить каминной полкой, размером чуть больше самого камина, крепится поверх готовой коробки. Для ее дальнейшего декорирования необходимо загрунтовать узкие боковые поверхности и покрыть их золотом. Также обработать и срезы топки.

Основание камина остается открытым, однако при желании можно его поставить на жесткий картон.

Материалы для изготовления

Так как существует несколько видов такого материала, соответственно, он и производится из различного сырья. Самыми популярными на сегодняшний день считаются изделия из:

полистирола;
полиуретана;
поливинилхлорида;
полиэтилена.

Рассмотрим более подробно получение каждого из этих видов пенопласта:

Полистирольный пенопласт получается из полимеров стирола. Данное вещество имеет минимальную прочность и легко поддается растворению бензином или ацетоном. Такой вид пенопластов образуется путем газонаполнения стирольных гранул. Также процедура получения таких веществ, предвидит использование дополнительных веществ, которые улучшают структуру или окрашивают само изделие.
Пенопласт из полиуретана обладает неплохими техническими характеристиками, которые зависят от процедуры получения такого вещества. Полиуретановые полимеры очень часто используются в различных сферах промышленности. Структура пенопласта из таких веществ может быть разной (жесткий или эластичный), которая получается из определенных видов данного сырья. Получают такой материал методом вспенивания с помощью специальных газов.

Чтобы получить пенопласт из поливинилхлорида прибегают к нагреванию сырья и последующего его вспенивания под воздействием различных газовых веществ. Чтобы получить материал с исходными характеристиками полученную смесь поддают прессованию.

Механические свойства пенопласта также регулируют с помощью специальных веществ, которые добавляются в процессе его производства.

Полиэтилен используют как сырье для приготовления такого рода изделий. Пенопласт из него получается мягким и почти бесцветным.

Такие изделия используют в качестве обертки при упаковке различной сантехники и бытовых приборов. Получают такой материал также под воздействием газов, которые проникают в поры полиэтилена.

Пенопласт популярен как утеплитель, и поэтому его зачастую используют при утеплении фасадов домов.

Как делают пенопласт смотрим в видео:

Рассмотрены все этапы технологии производства пенопласта. Перечислено оборудование, необходимое для изготовления этого материала. Даны рекомендации, с которыми нужно обязательно ознакомиться перед покупкой.

Многие из нас не раз встречали пенополистирол, пробовали его на ощупь, что-то изготавливали из него, использовали его в строительстве, для обустройства дома. Однако далеко не все знают, какова технология изготовления пенопласта, каковы ее особенности.

Как ни странно, но в производстве этого материала нет ничего сверхсложного. И примечательно то, что сейчас на рынке появилось довольно много некачественного пенополистирола, который изготовлен без учета соответствующих норм и правил.

Некоторые умельцы умудряются создать небольшую производственную линию даже в обычном гараже. Да, не удивляйтесь.

И это нужно обязательно учитывать при покупке — не все Васи Пупкины строго придерживаются предписанных технологических норм. Да и какие нормы могут быть в гараже?

Применение полистиролбетона

Разновидность легко бетона, полистиролбетон, сегодня успешно конкурирует, а порой и вытесняет пенополистирол, а также газобетон. Обладая неплохими характеристиками жесткости, тепло и звукоизоляции, эти облегченные блоки могут быть использованы для:

Кладки наружных стен дома.
Создание перегородок на верхних этажах в зданиях, где из-за слабости плит перекрытия, невозможно использование более тяжелых материалов, например, шлакоблока.
Дополнительного слоя утепления и шумоизоляции (это возможно при изготовлении полистирольных блоков при заливке опалубки).
Строительстве помещений, где необходимо поддержание определенных температур (бани, сауны).

Практически, нет запрета на использование этого материала. Он уместен везде. Только стоит ориентироваться на его теплофизические показатели. Так, пенополистирол имеет:

Плотность (маркируется английской D). Минимальный показатель 150, максимальный от 600. Полистиролбетон близок по этому показателю шлакоблоку. Но все же уступает ему. Поэтому твердая 4.
Прочность на сжатие от 0,2 мПа до 10 мПа. Достаточно прочный, но не прочнее настоящего бетона. Учитывая, что срок его службы – более 10 лет, то честная оценка 3.
Теплопроводность: минимум 0,05, максимум от 0,14 Вт/ м°С. Этот показатель у пенополистирола по сравнению с другими стройматериалами один из самых высоких. Твердая 5.
Морозостойкость (маркировка F). Максимум – от 100 (но тогда этот материал не будет таким теплым), минимум 15. Морозостойкость средняя. 4 (причем с натяжкой).
Эксплуатационная влажность 4 – 8 % от массы. Полистиролбетон отталкивает влагу. Но стены в парной изнутри нужно обязательно отделывать, поскольку иначе он будет ее пропускать наружу. Оценка – 4.

В целом, средний бал – 4. Полистиролбетон – хороший строительный материал, который не только легко можно использовать, но и довольно просто изготовить.

Полистиролбетонные блоки в строительстве:

Сырье и технология

Полистирольный пенопласт производят из специального вспенивающегося пенополистирола. Его стоимость во многом зависит от производителя и фракции. Цена сырья для производства пенопласта колеблется в пределах 2 доллара за 25 кг.

При закупке пенополистирола уделите особое внимание его качеству. Отечественное сырье можно купить по низкой цене, но это может негативно отразиться на качестве готовой продукции

Импортный пенополистирол позволяет получить высококачественный материал с небольшим количеством брака. В последнее время основное сырье закупают в Китае.

Обратите внимание на качество полистирола, а также на продолжительность его хранения. Чем старше сырье, тем продолжительнее по времени будут проходить процесс вспенивания и тем труднее достичь плотности вспененной гранулы

Что нужно для производства пенополистирола?

Сырье (пенополистирол вспенивающийся);
Пар (температура около 110 градусов);
Электричество (напряжение 980 Вт);
Холодная вода;
Оборудование.

Технология производства

Когда исходный материал попадает в предвспениватель, гранулы надуваются и превращаются в шарики. При необходимости этот процесс повторяют. После вспенивания гранулы увеличиваются в объеме. Эту технологию производства пенопласта используют для изготовления материала невысокой прочности.

Видео по теме Видео по теме

С чего начать работу?

Свойства пенополистирола.

Планирование производства:

Организация рабочего места, подготовка необходимого оборудования.
Закупка гранулированного полистирола, который и будет использоваться в качестве основного сырья. Гранулы засыпаются в емкость для создания материала.
Насыщение массы паром при определенной температуре, вылеживание, выпекание блоков либо плит.

Перед тем как начать работы, следует обеспечить наличие таких инструментов и оборудования, как:

емкость для массы,
парогенератор,
паронакопитель (необходимо контролировать объем пара),
компрессор,
бункеры для гранул, специальные формы для получения материала требуемых параметров,
станок для нарезки материала,
пневмотранспорт,
мерная посуда, весы для определения готового объема.

Схема панели из пенополистирола.

Важным этапом является закупка сырья, т.е. полистирольных гранул. Сегодня сделать это не так сложно, производители предлагают мешки с гранулами по 25 кг в каждом. Важно правильно подобрать размер, качество массы, страну производителя. Лучше всего брать сырье у проверенной компании, качество продукции которой отличается необходимыми свойствами.

Выбор размеров гранул зависит от того, какой пенополистирол требуется изготовить. Чем меньше гранулы, тем более твердый материал можно получить. Следует учесть, сколько времени гранулы уже провели на складе. Чем дольше сырье пролежало на складе, тем большее количество времени необходимо для вспенивания, обработки паром.

Несоблюдение правил может привести к ухудшению качества, материал в итоге будет не совсем пригодным для использования, а это трата времени и финансовых средств. Требуется правильно закупить сырье, учесть время обработки, выполнить все условия для выпекания.